Робочий аркуш «Теплообмінники (LMTD)» з відповідями

Безкоштовний робочий аркуш для друку «Теплообмінники (LMTD)»: 6 задач від легких до рівня іспиту, з ключем відповідей. Роздрукуйте його або збережіть як PDF.

Новий робочий аркушТренуватися онлайн з підказками

Для викладачів: можна безкоштовно друкувати, копіювати й використовувати на заняттях. Кожен новий аркуш має нові значення і власні відповіді. Будемо вдячні за посилання на ExamProblems на сторінці вашого курсу.

Ім’я: ____________________   Дата: ____________

1.Легка
довжинаT105 °C55 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 55 °C, а холодний нагрівається з 15 до 60 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 105 → 55 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT120 °C100 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 100 °C, а холодний нагрівається з 25 до 40 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 120 → 100 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT120 °C25 °C95 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 25 до 95 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 120 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 95 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT155 °C140 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 410 kW. Його площа теплообміну 6 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 155 до 140 °C, а холодний нагрівається від 15 до 25 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 410 kWA = 6 m²Th: 155 → 140 °CTc: 15 → 25 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT85 °C45 °C31,96 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 85 до 45 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 45 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT115 °C??10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1 kW/K. Гарячий потік входить при 115 °C, а холодний при 10 °C. Теплообмінник має A = 6 m² і U = 300 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 115 °CTc,in = 10 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 42,45 K
  2. 2. ΔTlm = 77,47 K
  3. 3. A = 8,37 m²
  4. 4. U = 536 W/(m²·K)
  5. 5. A = 20,12 m²
  6. 6. Th,out = 47,5 °C

Повні покрокові розв’язки: тренуйте цю тему на examproblems.com.